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(新課標(biāo))2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 主題二 相互作用 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 綜合技能演練2-1-6

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1、(新課標(biāo))2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 主題二 相互作用 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 綜合技能演練2-1-6 1.(2017·長(zhǎng)春模擬)為了“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”,現(xiàn)提供如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置,請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)為了消除小車(chē)與木板之間摩擦力的影響,具體的做法是____________________________. (2)消除小車(chē)與木板之間摩擦力的影響后,使鉤碼總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車(chē)和小車(chē)中砝碼總質(zhì)量M的目的是________________ (3)有一組同學(xué)保持小車(chē)及車(chē)中的砝碼質(zhì)量一定,探究加速度a與所受外力F的關(guān)系,他們?cè)谲壍浪胶蛢A斜兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn),得到了兩條a-F圖線,如

2、圖乙所示.圖線________是在軌道傾斜情況下得到的(選填“①”或“②”);小車(chē)及車(chē)中的砝碼總質(zhì)量M=________kg. [解析] (2)消除小車(chē)與木板之間摩擦力的影響后,使鉤碼總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車(chē)和小車(chē)中鉤碼總質(zhì)量M的目的是使繩子的拉力近似等于鉤碼的總重力.(3)軌道傾斜程度太大,即使沒(méi)有鉤碼拉小車(chē),小車(chē)也將加速下滑,因此圖線①為軌道傾斜情況下得到的,由題圖乙中圖線①可得Mgsinθ-f=Ma0,F(xiàn)1+Mgsinθ-f=Ma1,聯(lián)立得F1+Ma0=Ma1,由圖象知F1=1 N,a0=2 m/s2,a1=4 m/s2,所以可得M=0.5 kg. [答案] (1)將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)

3、墊高,在不掛鉤碼的情況下輕推小車(chē),反復(fù)調(diào)節(jié),直到紙帶上打出的點(diǎn)跡均勻?yàn)橹埂?2)使繩子的拉力近似等于鉤碼的總重力 (3)① 0.5 2. 在探究小車(chē)的加速度a與小車(chē)質(zhì)量M和小車(chē)受到的外力F的關(guān)系時(shí), (1)探究加速度和力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪出的a-F圖象如右圖所示,下列說(shuō)法正確的是(  ) A.三條傾斜的直線所對(duì)應(yīng)的小車(chē)的質(zhì)量相等 B.三條傾斜的直線所對(duì)應(yīng)的小車(chē)的質(zhì)量不同 C.直線1所對(duì)應(yīng)的小車(chē)的質(zhì)量最大 D.直線3所對(duì)應(yīng)的小車(chē)的質(zhì)量最大 (2)由于沒(méi)有始終滿足小車(chē)的質(zhì)量M遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量m的關(guān)系,結(jié)果得到的圖象應(yīng)是下圖中的(  ) [解析] (1)a-F關(guān)系圖線的斜

4、率表示質(zhì)量的倒數(shù),三條圖線的斜率不等,表明三條傾斜的直線所對(duì)應(yīng)的小車(chē)的質(zhì)量不同,直線1的斜率最大,對(duì)應(yīng)的小車(chē)的質(zhì)量最小,直線3對(duì)應(yīng)的小車(chē)的質(zhì)量最大.B、D正確. (2)a-關(guān)系圖線的斜率表示小車(chē)受到的外力,當(dāng)較小時(shí),即M較大,可以認(rèn)為小車(chē)的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量,可認(rèn)為細(xì)線的拉力等于鉤碼的重力,而鉤碼的重力一定,所以圖線的斜率不變,圖線是直線;當(dāng)較大即M較小時(shí),不再滿足小車(chē)的質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量,a-關(guān)系圖線為向下彎曲的曲線,故A、C錯(cuò)誤,D正確.在沒(méi)有始終滿足小車(chē)的質(zhì)量M遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量m的前提下研究a-F的關(guān)系,所畫(huà)圖線也應(yīng)是一條向下彎曲的曲線,故B錯(cuò)誤. [答案] (1)BD (2)D

5、 3.“用DIS研究加速度與力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖(a)所示,實(shí)驗(yàn)中用所掛鉤碼的重量作為細(xì)線對(duì)小車(chē)的拉力F.通過(guò)增加鉤碼的數(shù)量,多次測(cè)量,可得小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖象.他們?cè)谲壍浪胶蛢A斜的兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn),得到了兩條a-F圖線.如圖(b)所示. (1)圖線________(選填“①”或“②”)是在軌道右側(cè)抬高成為斜面情況下得到的; (2)在軌道水平時(shí),小車(chē)運(yùn)動(dòng)的阻力Ff=________N; (3)圖(b)中,拉力F較大時(shí),a-F圖線明顯彎曲,產(chǎn)生誤差,為避免此誤差,可采取的措施是________. A.調(diào)整軌道的傾角,在未掛鉤碼時(shí)使小車(chē)能在軌道上勻速運(yùn)

6、動(dòng) B.在增加鉤碼數(shù)量的同時(shí)在小車(chē)上增加砝碼,使鉤碼的總質(zhì)量始終遠(yuǎn)小于小車(chē)的總質(zhì)量 C.將無(wú)線力傳感器捆綁在小車(chē)上,再將細(xì)線連在力傳感器上,用力傳感器讀數(shù)代替鉤碼的重力 D.更換實(shí)驗(yàn)中使用的鉤碼規(guī)格,采用質(zhì)量較小的鉤碼進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn) [解析] (1)在水平軌道上,由于受到摩擦力,拉力不為零時(shí),加速度仍然為零.可知圖線②是在軌道水平的情況下得到的.當(dāng)軌道的右側(cè)抬高過(guò)高時(shí)(平衡摩擦力過(guò)度),拉力等于0時(shí),會(huì)出現(xiàn)加速度,所以圖線①是在軌道右側(cè)抬高成為斜面情況下得到的. (2)根據(jù)牛頓第二定律得,F(xiàn)-Ff=ma,a=-,圖線的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù);因?yàn)镕=0.5 N時(shí),加速度為零,解得Ff=0.

7、5 N. (3)由于開(kāi)始段a-F關(guān)系為一傾斜的直線,所以在質(zhì)量不變的條件下,加速度與外力成正比;由實(shí)驗(yàn)原理:mg=Ma得a==,而實(shí)際上a′=,可見(jiàn)圖線明顯偏離直線是由于沒(méi)有滿足M?m造成的.所以更換實(shí)驗(yàn)中使用的鉤碼規(guī)格,采用質(zhì)量較小的鉤碼進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),可以減小彎曲的程度,而將無(wú)線力傳感器捆綁在小車(chē)上,再將細(xì)線連在力傳感器上,用力傳感器讀數(shù)代替鉤碼的重力可以避免出現(xiàn)這種情況.故最佳的答案是C選項(xiàng). [答案] (1)① (2)0.5 (3)C 4.用如圖甲所示裝置做“探究物體的加速度跟力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)時(shí)保持小車(chē)的質(zhì)量不變,用鉤碼所受的重力作為小車(chē)受到的合力,用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和小車(chē)后端拖動(dòng)

8、的紙帶測(cè)出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度. (1)實(shí)驗(yàn)時(shí)先不掛鉤碼,反復(fù)調(diào)整墊塊的左右位置,直到小車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng),這樣做的目的是_______________. (2)圖乙為實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶的一部分,從比較清晰的點(diǎn)跡起,在紙帶上標(biāo)出了連續(xù)的5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、 E,相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間都有4個(gè)點(diǎn)跡沒(méi)有標(biāo)出,測(cè)出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到A點(diǎn)之間的距離,如圖所示.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50 Hz的交流電源兩端,則此次實(shí)驗(yàn)中小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度的測(cè)量值a=________m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (3)實(shí)驗(yàn)時(shí)改變所掛鉤碼的質(zhì)量,分別測(cè)量小車(chē)在不同外力 作用下的加速度.根據(jù)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)畫(huà)

9、出a-F關(guān)系圖象,如圖丙所示.此圖象的AB段明顯偏離直線,造成此現(xiàn)象的主要原因可能是________.(選填下列選項(xiàng)的序號(hào)) A.小車(chē)與平面軌道之間存在摩擦 B.平面軌道傾斜角度過(guò)大 C.所掛鉤碼的總質(zhì)量過(guò)大 D.所用小車(chē)的質(zhì)量過(guò)大 [解析] (1)使平面軌道的右端墊起,讓小車(chē)重力沿斜面方向的分力與它受到的摩擦阻力平衡,才能認(rèn)為在實(shí)驗(yàn)中小車(chē)所受的合外力等于鉤碼的重力,所以這樣做的目的是平衡小車(chē)運(yùn)動(dòng)中所受的摩擦阻力. (2)由逐差法可知a= = m/s2≈1.0 m/s2. (3)在實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)繩的張力F等于鉤碼的重力mg 實(shí)際上,細(xì)繩張力F′=Ma,mg-F′=ma 即F′=·mg,a=·mg=F 所以當(dāng)細(xì)繩的張力F變大時(shí),m必定變大,必定減?。? 當(dāng)M?m時(shí),a-F圖象為直線,當(dāng)不滿足M?m時(shí),便有a-F圖象的斜率逐漸變小偏離直線,選項(xiàng)C正確. [答案] (1)平衡小車(chē)運(yùn)動(dòng)中所受的摩擦阻力 (2)1.0 (3)C

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